微計算機與微處理器單片機系統(tǒng)總線及擴展PPT

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1、 單 片 機 的 系 統(tǒng) 擴 展 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology總 線 簡 介總 線 的 概 念 ： 所 謂 總 線 ， 就 是 連 接 系 統(tǒng) 中 主 機 和 各 擴展 部 件 的 公 共 信 號 線 。 各 個 外 圍 功 能 芯 片 通 過 三 組 總 線 與 單 片機 相 連 ， 達 到 系 統(tǒng) 擴 展 的 目 的 ， 這 三 組 總 線是 數(shù) 據(jù) 總 線 、 地 址 總 線 和 控 制 總 線 。 根 據(jù) 總 線 的 結 構 ， 可 按 照 需 要 對 單 片 機系 統(tǒng) 進 行 相 應 的 擴

2、展 設 計 了 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology總 線 結 構 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology三 總 線 介 紹數(shù) 據(jù) 總 線 （ DB： Data Bus） 數(shù) 據(jù) 總 線 用 于 外 圍 芯 片 和 單 片 機 之 間 傳 送 數(shù) 據(jù) ， 它 是 雙 向 的 ， 可以 由 單 片 機 往 外 圍 芯 片 傳 送 數(shù) 據(jù) ， 也 可 以 從 外 圍 芯 片 傳 送 數(shù) 據(jù) 到 單 片機 ， 還 包 括 從 外 部

3、 程 序 存 儲 器 讀 取 指 令 。 51單 片 機 的 數(shù) 據(jù) 傳 遞 是 用 8根線 同 時 進 行 的 ， 即 它 的 數(shù) 據(jù) 總 線 寬 度 是 8位 的 ， 數(shù) 據(jù) 總 線 由 P0口 提 供 。地 址 總 線 （ AB： Address Bus） 51單 片 機 共 有 16根 地 址 信 號 線 ， 即 它 的 地 址 總 線 寬 度 是 16位 的 ，地 址 總 線 由 P0口 提 供 低 8位 A0-A7（ 必 須 外 加 鎖 存 器 ） ， P2口 提 供 高 8位 A8-A15， 可 操 作 的 單 元 為 2 16， 共 64K空 間 。控 制 總 線 （ CB：

4、Control Bus） 除 了 數(shù) 據(jù) 總 線 和 地 址 總 線 外 ， 單 片 機 同 外 圍 芯 片 傳 送 數(shù) 據(jù) 時 ， 還需 要 一 些 控 制 信 號 來 保 證 數(shù) 據(jù) 傳 送 并 決 定 如 何 進 行 數(shù) 據(jù) 傳 送 ， 如 數(shù) 據(jù)傳 送 的 方 向 ， 將 P0口 的 數(shù) 據(jù) 和 地 址 分 離 等 ， 這 些 信 號 線 就 是 控 制 總 線 。對 于 某 一 根 信 號 而 言 是 單 向 的 ， 對 于 所 有 的 控 制 總 線 而 言 是 雙 向 的 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Te

5、chnology總 線 擴 展 所 有 的 總 線 擴 展 片 外 資 源 ， 除 ROM以 外 ，都 當 成 RAM處 理 。 ROM和 RAM的 地 址 可 以 重 疊而 不 會 相 互 影 響 。 因 為 訪 問 這 兩 部 分 所 用 的指 令 是 不 同 的 。 MOVX 用 于 訪 問 外 部 RAM空 間 ；MOVC 用 于 訪 問 ROM空 間 （ 片 內(nèi) 片 外 都 使用 該 指 令 ） 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology總 線 擴 展 電 路 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Cheng

6、du University of Information Technology鎖 存 器 簡 介 常 用 的 鎖 存 芯 片 是 74HCT573。 74HCT573是 帶 三 態(tài) 門 的 8D鎖 存 器 ，OE端 為 三 態(tài) 控 制 信 號 ， 應 接 地 允 許 鎖 存 的 地址 信 號 輸 出 。 LE端 為 鎖 存 控 制 信 號 ， 高 電 平有 效 ， 即 在 LE為 高 電 平 時 鎖 存 器 的 輸 出 狀 態(tài)Q0-Q7和 輸 入 狀 態(tài) D0-D7相 同 ， 當 LE為 低 時 ，輸 出 保 持 不 變 ， 與 輸 入 狀 態(tài) 無 關 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Ch

7、engdu University of Information Technology鎖 存 器 簡 介 （ 二 ） 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology驅(qū) 動 器 件 介 紹LS HC HCTTTL CMOS CMOSVCC= 5V VCC： 36V通 常 取 5V 與 TTL兼 容H（ 高 電 平 ）2.8V H（ 高 電 平 ）90%VCCL（ 低 電 平 ）0.8V L（ 低 電 平 ）10%VCCLS器 件 和 HC器 件 的 區(qū) 別 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University

8、 of Information Technology總 線 擴 展 方 法 （ 一 ） 在 總 線 擴 展 中 ， P0口 既 作 數(shù) 據(jù) 總 線 使 用 ， 又 作地 址 總 線 的 低 8位 使 用 ， 是 在 不 同 的 時 間 表 示 數(shù) 據(jù)和 地 址 ， 這 是 芯 片 管 腳 的 復 用 方 法 ， 擴 展 時 要 把 P0口 的 數(shù) 據(jù) 信 號 和 地 址 信 號 分 離 開 來 ， 分 離 的 方 法 是利 用 ALE信 號 進 行 地 址 鎖 存 。 ALE P0 P2 A0-A7 DATA OUT A0-A7 A8-A15 A8-A15P0口 的 地 址 和 數(shù) 據(jù) 復 用

9、 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology總 線 擴 展 方 法 （ 二 ） 在 總 線 擴 展 中 ， 除 了 正 確 連 接 數(shù) 據(jù) 總 線 和 地 址 總線 外 ， 還 需 要 注 意 控 制 總 線 的 連 接 方 法 。 RD與 WR用于 控 制 數(shù) 據(jù) 傳 送 的 方 向 ， 均 為 低 電 平 有 效 ， RD有 效 時表 示 單 片 機 從 外 圍 器 件 讀 取 數(shù) 據(jù) ； WR有 效 時 表 示 單 片機 向 外 圍 器 件 寫 入 數(shù) 據(jù) 。 PSEN用 于 讀 取 外 部 程 序 存儲

10、器 ， 同 樣 是 低 電 平 有 效 。 EA用 于 選 擇 單 片 機 的 程 序存 儲 器 空 間 ， 當 EA為 高 電 平 時 ， 系 統(tǒng) 復 位 后 PC指 針指 向 片 內(nèi) 0000H地 址 空 間 ； 當 EA為 低 電 平 時 ， 系 統(tǒng) 復位 后 PC指 針 指 向 片 外 0000H地 址 空 間 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology程 序 存 儲 器 的 擴 展 （ 一 ） 由 于 半 導 體 技 術 的 發(fā) 展 ， 單 片 機 片 內(nèi) 的 程 序 存 儲器 通 常 已 經(jīng) 夠 用

11、， 擴 展 的 情 況 比 較 少 見 了 。 即 使 擴 展 ，只 選 擇 一 片 存 儲 器 芯 片 也 可 滿 足 要 求 ， 一 般 選 擇Flash ROM擴 展 程 序 存 儲 器 。 因 為 其 使 用 方 便 、 價格 適 宜 ， 存 儲 量 大 ， 已 經(jīng) 得 到 廣 泛 的 應 用 ， 也 常 用 于MCS-51單 片 機 的 程 序 存 儲 器 擴 展 。 其 常 用 芯 片 為 AT29010， 容 量 為 128K 8。 圖 9 -1 2 三 種 封 裝 AT2 9 0 1 0 A的 引 腳 圖TSOP封 裝 的 引 腳 圖DIP封 裝 的 引 腳 圖 PLCC封 裝

12、 的 引 腳 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology程 序 存 儲 器 的 擴 展 （ 二 ） 使 用 一 片 AT2 9 C0 1 0 A的 擴 展 電 路 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology程 序 存 儲 器 的 擴 展 （ 三 ）單 片 機 讀 取 擴 展 程 序 存 儲 器 指 令 ALE PSEN P0 P2 A0-A7 指令 A0-A7 A8-A15 A8-A15 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu

13、University of Information Technology程 序 存 儲 器 的 擴 展 （ 四 ）擴 展 程 序 存 儲 器 AT29C010A的 讀 時 序 ADD OE DATA DATA 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 擴 展 （ 一 ） MCS-51系 列 單 片 機 內(nèi) 部 的 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 容 量 為128或 256個 字 節(jié) ， 在 通 常 的 簡 單 控 制 系 統(tǒng) 中 還 是 足夠 的 ， 如 果 需 要 擴 展 ， 外 部 的 最 大 容 量

14、 為 64K B。 前面 已 經(jīng) 提 到 其 它 功 能 芯 片 在 三 總 線 的 擴 展 方 式 中 ，也 采 用 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 操 作 方 式 ， 需 要 占 用 地 址 ， 因此 在 有 其 它 功 能 芯 片 的 擴 展 系 統(tǒng) 中 ， 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的擴 展 容 量 就 不 足 64K B了 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 擴 展 （ 二 ）數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 一 般 連 接 方 法 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu Universi

15、ty of Information Technology數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 擴 展 （ 三 ）WR 1. 地 址 總 線 的 連 接 存 儲 器 地 址 總 線 的 高 8位 A8-A15直 接 與 單 片 機P2口 對 應 信 號 相 連 ， 低 8位 A0-A7與 P0口 鎖 存 后 的 信號 相 連 。2. 數(shù) 據(jù) 總 線 的 連 接 存 儲 器 的 8位 數(shù) 據(jù) 信 號 線 直 接 與 P0口 對 應 相 連 。3. 控 制 總 線 的 連 接 RD是 單 片 機 讀 取 片 外 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 控 制 信 號 ，與 存 儲 器 的 讀 控 制 信 號 RD連 接 。 單

16、片 機 的 信 號 連 接數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 WR信 號 。 ALE控 制 鎖 存 器 分 離 地 址 和數(shù) 據(jù) 信 號 ， EA信 號 根 據(jù) 程 序 存 儲 器 的 使 用 連 接 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 擴 展 （ 四 ）單 片 機 讀 取 擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 時 序 ALE RD P0 P2 A0-A7 DATA IN A0-A7 A8-A15 A8-A15 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Informa

17、tion Technology數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 擴 展 （ 五 ）單 片 機 寫 數(shù) 據(jù) 到 擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 時 序 ALE WR P0 P2 A0-A7 DATA OUT A0-A7 A8-A15 A8-A15 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 地 址 計 算 擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 地 址 計 算 是 指 當 電 路 完 成后 ， 根 據(jù) 電 路 計 算 對 應 的 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 的 地 址 。 當 系統(tǒng) 中 有 多 個 擴 展 器 件 時

18、， 通 常 選 用 線 選 法 、 譯 碼 法等 方 法 實 現(xiàn) CPU對 不 同 器 件 的 選 擇 ， 并 進 行 數(shù) 據(jù)傳 輸 的 。 當 輸 出 一 地 址 時 ， 只 選 擇 其 中 一 個 芯 片 處于 工 作 狀 態(tài) ， 其 他 芯 片 不 工 作 ， 這 樣 在 數(shù) 據(jù) 傳 輸 時就 不 會 造 成 數(shù) 據(jù) 傳 輸 錯 誤 的 問 題 了 ， 選 擇 芯 片 通 常是 采 用 片 選 信 號 來 進 行 操 作 的 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 地 址 計

19、算 舉 例 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 地 址 計 算 舉 例 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 地 址 計 算 舉 例 地 址 計 算 實 際 上 就 是 當 給 出 一 個 地 址 時 ， 根 據(jù)地 址 線 上 電 平 的 情 況 ， 只 選 通 該 器 件 ， 而 此 地 址 對于 其 他 器 件 是 無 效 的 ， 也 就 是 只 使 被 選 中 的 器

20、件 使能 端 口 有 效 ， 而 其 他 器 件 在 該 地 址 下 ， 使 能 端 無 效 。通 常 把 這 個 地 址 叫 做 這 個 器 件 的 器 件 地 址 。 在 系 統(tǒng)擴 展 時 ， 因 為 操 作 方 式 的 關 系 ， 即 使 擴 展 的 器 件 不是 RAM， 但 是 操 作 時 都 是 使 用 MOVX指 令 ， 因 此 可以 把 外 圍 的 這 些 器 件 都 當 成 一 個 RAM使 用 ， 比 如A/D、 D/A和 其 他 一 些 接 在 總 線 上 的 數(shù) 字 芯 片 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Informat

21、ion Technology擴 展 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 地 址 計 算 舉 例 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology微 處 理 器 數(shù) 據(jù) 傳 送 方 式 單 片 機 和 外 設 工 作 速 度 的 差 異 使 其 在 交換 數(shù) 據(jù) 或 通 信 時 ， 有 不 同 的 數(shù) 據(jù) 傳 送 方 式 ， 以達 到 高 效 、 方 便 的 數(shù) 據(jù) 交 換 。 通 常 有 以 下 幾 種方 式 ：1、 無 條 件 傳 送 方 式2、 查 詢 傳 送 方 式3、 中 斷 傳 送 方 式4、 直 接 存 儲 器 存 取 方 式

22、 （ DMA） 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI/0 的 總 線 擴 展 方 式 51單 片 機 有 四 個 I/O端 口 ， 通 常 能 滿 足 使用 要 求 ， 但 在 使 用 三 總 線 方 法 擴 展 的 系 統(tǒng) 中 ，就 只 有 一 個 P1口 了 ， 如 果 不 夠 的 話 ， 可 擴 展I/O端 口 。 一 般 采 用 下 面 兩 種 擴 展 方 法 ：1、 用 74LS 系 列 TTL芯 片 擴 展 簡 單 的 I/O口 ； 常 用 的 典 型 芯 片 為 74LS244和 74LS245

23、，74LS373和 74LS573。2、 用 可 編 程 接 口 芯 片 擴 展 I/O口 。 常 用 的 典 型 芯 片 為 8255A。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI/0 的 總 線 擴 展 方 式 OC1 C11 1D2 1Q 19 2D3 2Q 18 3D4 3Q 17 4D5 4Q 16 5D6 5Q 15 6D7 6Q 14 7D8 7Q 13 8D9 8Q 12 74HCT573 G19 DIR1 A12 B1 18 A23 B2 17 A34 B3 16 A45 B4 15 A56 B

24、5 14 A67 B6 13 A78 B7 12 A89 B8 11 74HCT245 OR NOR P3.6/WR 16 P2.7/A15 28 P0.7/AD7 32 P0.6/AD6 33 P0.5/AD5 34 P0.4/AD4 35 P0.3/AD3 36 P0.2/AD2 37 P0.1/AD1 38 P0.0/AD0 39 P3.7/RD 17 MCS-51 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI/0 的 擴 展 （ 四 ） 如 果 端 口 數(shù) 量 較 多 ， 可以 使 用 專 門 的 I/O擴

25、展 芯 片 進行 I/O口 的 擴 展 。 8255A是 INTEL公 司 生產(chǎn) 的 通 用 可 編 程 并 行 I/O接 口芯 片 ， 共 有 3個 并 行 接 口 ，均 可 以 使 用 軟 件 編 程 來 設 置其 工 作 方 式 ， 因 此 使 用 比 較方 便 和 靈 活 。 D0 34 D1 33 D2 32 D3 31 D4 30 D5 29 D6 28 D7 27 PA0 4 PA1 3 PA2 2 PA3 1 PA4 40 PA5 39 PA6 38 PA7 37 PB0 18 PB1 19 PB2 20 PB3 21 PB4 22 PB5 23 PB6 24 PB7 25 P

26、C0 14 PC1 15 PC2 16 PC3 17 PC4 13 PC5 12 PC6 11 PC7 10 RD 5 WR 36 A0 9 A1 8 RESET 35 CS 6 GND 7 VCC 26 8255A 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology8255A 結 構 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology8255A 端 口 組 合 功 能 表CS RD WR A1 A0 通 道 選 擇 與 操 作 功 能0 0 1 0

27、0 PA口 數(shù) 據(jù) 總 線0 0 1 0 1 PB口 數(shù) 據(jù) 總 線0 0 1 1 0 PC口 數(shù) 據(jù) 總 線0 1 0 0 0 數(shù) 據(jù) 總 線 PA口0 1 0 0 1 數(shù) 據(jù) 總 線 PB口0 1 0 1 0 數(shù) 據(jù) 總 線 PC口0 1 0 1 1 數(shù) 據(jù) 總 線 控 制 寄 存 器1 數(shù) 據(jù) 總 線 呈 高 阻 態(tài)0 0 1 1 1 非 法 條 件 0 1 1 數(shù) 據(jù) 總 線 呈 高 阻 態(tài) 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology8255A 方 式 控 制 字 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengd

28、u University of Information Technology8255A 連 接 圖 舉 例 分 析 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI/0 的 非 總 線 擴 展 方 式 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 模 和 模 數(shù) 轉 換 接 口 介 紹 MCS-51單 片 機 常 用 于 工 業(yè) 控 制 和 智 能 儀 表 中 ，對 外 部 狀 態(tài) 信 息 進 行 測 量 ， 經(jīng) 過 內(nèi) 部 處 理 后 控 制

29、 外部 的 操 作 ， 而 外 部 的 狀 態(tài) 信 息 通 常 是 模 擬 量 ， 如 溫度 、 速 度 、 電 壓 等 ， 需 要 轉 換 為 數(shù) 字 信 號 提 供 給 單片 機 進 行 處 理 ， 處 理 的 結 果 又 需 要 轉 換 為 模 擬 量 實現(xiàn) 對 外 部 狀 態(tài) 的 控 制 。 因 此 ， 在 單 片 機 的 應 用 系 統(tǒng)中 通 常 需 要 模 數(shù) 轉 換 （ ADC） 和 數(shù) 模 轉 換 （ DAC）的 功 能 ， 不 具 有 此 功 能 的 單 片 機 ， 就 需 要 進 行 A/D和D/A的 擴 展 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu Univer

30、sity of Information Technology數(shù) 模 轉 換 器 介 紹 數(shù) 模 轉 換 器 常 稱 D/A， 主 要 技 術 指 標 有 ：1、 分 辨 率 ；2、 轉 換 時 間 ；3、 滿 量 程 誤 差 ；4、 參 考 電 壓 ；5、 電 源 電 壓 等 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 模 轉 換 器 舉 例DAC0832， 主 要 參 數(shù) 為 ：1、 分 辨 率 為 8位 ；2、 轉 換 時 間 為 1us；3、 滿 量 程 誤 差 為 1LSB；4、 參 考 電 壓 為 （

31、 +10V -10V） ；5、 電 源 電 壓 為 （ +5V +15V） 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 模 轉 換 器 舉 例DAC0832內(nèi) 部 結 構 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 模 轉 換 器 舉 例DAC0832， 主 要 工 作 方 式 有 以 下 三 種 ：1、 直 通 方 式電 路 簡 單 ， 不 需 要 控 制 線 ， 只 有 數(shù) 據(jù) 信 號 ， ILE管 腳 接 高 電 平 ，

32、CS、 WR1、 WR2、 XFER都 接 低 電 平 即 可 。2、 單 緩 沖 方 式把 兩 個 寄 存 器 中 的 任 何 一 個 接 成 直 通 方 式 ， 而 用另 一 個 鎖 存 數(shù) 據(jù) ， 即 為 單 緩 沖 方 式 。3、 雙 緩 沖 方 式一 般 用 于 多 個 D/A同 時 轉 換 輸 出 的 方 式 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology數(shù) 模 轉 換 器 舉 例實 際 電 路 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Techn

33、ology模 數(shù) 轉 換 器 介 紹 模 數(shù) 轉 換 器 常 稱 A/D， 主 要 技 術 指 標 有 ：1、 輸 入 通 道 個 數(shù) ；2、 轉 換 位 數(shù) ；3、 轉 換 時 間 ；4、 電 源 電 壓 等 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology模 數(shù) 轉 換 器 舉 例ADC0804， 主 要 參 數(shù) 為 ：1、 輸 入 通 道 為 單 通 道 ；2、 轉 換 時 間 為 100us；3、 滿 量 程 誤 差 為 1LSB；4、 轉 換 位 數(shù) 為 8位 ；5、 電 源 電 壓 為 （ +5V） 。 成

34、 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology模 數(shù) 轉 換 器 舉 例ADC0804連 接 電 路 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Technology常 用 接 口 電 路 解 析RS232接 口 電 路 圖 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 介 紹 I2C總 線 是 由 PHILIPS公 司 開 發(fā) 的 一 種 簡 單 、 雙向 二 進 制 同

35、步 串 行 總 線 ， 它 只 需 要 兩 根 線 即 可 在 連接 于 總 線 上 的 器 件 之 間 傳 送 信 息 。 優(yōu) 點 ： 器 件 引 腳 少 ， 體 積 小 ， 不 需 要 片 選 線 ，支 持 帶 電 拔 插 。常 用 的 I2C總 線 外 圍 通 用 器 件 有 ： SRAM、EEPROM、 ADC/DAC、 RTC、 I/O接 口 、 DTMF等 。目 前 ， I 2C技 術 已 經(jīng) 在 各 種 單 片 機 系 統(tǒng) 特 別 是 家 電 中得 到 廣 泛 應 用 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information Tech

36、nologyI2C 總 線 介 紹I2C總 線 的 特 點 ： 1、 總 線 只 有 兩 根 線 ， 即 串 行 時 鐘 線 和 串 行 數(shù) 據(jù) 線 。 2、 每 個 連 接 到 總 線 上 的 器 件 地 址 由 芯 片 內(nèi) 部 硬 件 電 路 和外 部 地 址 同 時 決 定 。 3、 它 是 一 個 真 正 的 多 主 總 線 ， 帶 有 競 爭 監(jiān) 測 和 仲 裁 電 路 。 4、 同 步 時 鐘 允 許 器 件 以 不 同 的 波 特 率 進 行 通 信 ， 在 標 準I2C模 式 下 數(shù) 據(jù) 傳 送 率 可 達 100KB/S， 高 速 模 式 下 可 達400KB/S。 5、 同

37、 步 時 鐘 和 數(shù) 據(jù) 線 配 合 使 用 。 6、 連 接 到 同 一 總 線 上 的 集 成 電 路 數(shù) 受 400pF的 最 大 總 線電 容 的 限 制 。 總 線 上 擴 展 外 圍 器 件 時 也 受 器 件 地 址 限 制 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 介 紹 I2C總 線 上 每 個 節(jié) 點 都 有 一 個 固 定 的 節(jié) 點 地 址 ，從 器 件 的 地 址 包 括 器 件 編 號 地 址 和 引 腳 地 址 ， 器 件編 號 地 址 由 I2C總 線 委 員 會

38、分 配 ， 引 腳 地 址 決 定 于 引腳 外 接 電 平 的 高 低 ， I2C總 線 上 所 有 的 外 圍 器 件 都 有規(guī) 范 的 器 件 地 址 ， 器 件 地 址 由 7位 組 成 ， 它 和 1位 方向 位 構 成 了 I2C總 線 器 件 的 尋 址 字 節(jié) SLA， 格 式 如 下 ：DA1 DA2 DA1 DA0 A2 A1 A0 R/WWR 器 件 地 址 引 腳 地 址 數(shù) 據(jù) 方 向 位 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 的 時 序I2C總 線 為 同 步 傳 輸

39、總 線 ， 總 線 信 號 完 全 與 時 鐘 同 步 。u起 始 信 號 （ S） ： 在 時 鐘 SCL為 高 電 平 時 ， 數(shù) 據(jù) 線SDA出 現(xiàn) 下 降 沿 ， 啟 動 I2C總 線 。u終 止 信 號 （ P） ： 在 時 鐘 SCL為 高 點 評 時 ， 數(shù) 據(jù) 線SDA出 現(xiàn) 上 升 沿 ， 停 止 I2C總 線 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 。u應 答 信 號 （ A） ： I2C總 線 上 第 9個 時 鐘 脈 沖 對 應 于 應答 位 。 相 應 數(shù) 據(jù) 線 上 低 電 平 時 為 “ 應 答 ” 信 號 A， 高 電平 時 為 “ 非 應 答 ” 信 號 A。I 2C總 線 上

40、傳 送 的 每 一 個 字 節(jié) 幀 均 為 8位 ， 并 且 高 位 在 前 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 的 時 序u數(shù) 據(jù) 位 傳 送 ： 在 IC總 線 啟 動 后 或 應 答 信 號 后 的 第 1-8個 時 鐘 脈 沖 對 應 于 一 個 字 節(jié) 的 8位 數(shù) 據(jù) 傳 送 。 時 鐘 脈 沖高 電 平 期 間 ， 數(shù) 據(jù) 位 電 平 保 持 穩(wěn) 定 串 行 轉 送 ； 時 鐘 脈沖 低 電 平 期 間 為 數(shù) 據(jù) 準 備 ， 允 許 總 線 上 數(shù) 據(jù) 電 平 變 換 。 成

41、 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 的 時 序 IC總 線 完 整 的 數(shù) 據(jù) 操 作 包 括 起 始 （ S） 、 發(fā) 送 尋址 字 節(jié) （ SLA、 ） 、 應 答 、 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 、 應 答 直 到終 止 （ P） 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 數(shù) 據(jù) 操 作 格 式主 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 格 式主 接 收 數(shù) 據(jù) 格 式 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu Universi

42、ty of Information TechnologyI2C 總 線 數(shù) 據(jù) 操 作 格 式 說 明 對 于 具 體 外 圍 器 件 的 運 行 原 理 不 同 其 操 作 內(nèi) 容 也不 同 。 實 際 應 用 中 要 根 據(jù) 具 體 器 件 的 運 行 原 理 列 寫 出 具體 的 操 作 格 式 。 無 論 哪 種 工 作 方 式 ， 都 是 由 主 控 器 來 啟 動 總 線 ，發(fā) 送 尋 址 字 節(jié) 和 終 止 運 行 。 主 從 方 式 時 ， 時 鐘 信 號 SCL由 主 控 器 件 產(chǎn) 生 。 在 IC總 線 接 口 的 外 圍 器 件 中 ， 器 件 內(nèi) 部 有 多 個 地址

43、 空 間 時 ， 其 讀 寫 操 作 都 有 地 址 自 動 加 1功 能 。 但 地 址加 功 能 可 能 受 到 某 些 從 器 件 頁 面 地 址 的 限 制 ， 具 體 使用 時 要 仔 細 了 解 其 數(shù) 據(jù) 格 式 。 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 舉 例以 AT24CXX系 列 EEPROM為 例 講 解 具 體 程 序 。連 續(xù) 寫 操 作 格 式 ：連 續(xù) 讀 操 作 格 式 ： S 1010A2A1A00 A ADDR A DATA1 A DATA2 A DATAn A P S 1010A2A1A00 A ADDR A S 1010A2A1A011 A DATA1 A DATAn A P 成 于 大 氣 信 達 天 下 Chengdu University of Information TechnologyI2C 總 線 舉 例51單 片 機 與 AT24C02連 接 電 路 圖